KR20010051449A - Dielectric Resonator, Dielectric Filter, Dielectric Duplexer, and Communication Device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A dielectric resonator, a dielectric filter, a dielectric duplexer are provided to reduce power loss in a small-size. CONSTITUTION: Through holes(2a,2b) are formed inside a dielectric block(1). The inner surfaces of these holes(2a,2b) respectively have thin film laminated electrode structure consisting of the laminated area of a thin film conductor layer(31) and a thin film dielectric layer(32) and an outermost conductor layer(33). An outer conductor(4) having a similar thin film laminated electrode structure is provided on the outer surface of the block(1). An outer conductor(4') having single layer electrode structure for the respective thin film conductor layers of an inner conductor and the outer conductor in common is formed on the short-circuit surface of the block(1).

Description

유전체 공진기, 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신 장치{Dielectric Resonator, Dielectric Filter, Dielectric Duplexer, and Communication Device}Dielectric Resonator, Dielectric Filter, Dielectric Duplexer and Communication Device

본 발명은 유전체 블럭 및 이 유전체 블럭의 내면 및 외면에 형성되며 전극의 역할을 하는 도체층을 포함하는 유전체 공진기, 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서에 관한 것이고, 또한 본 발명은 상기 유전체 공진기, 상기 유전체 필터 및 상기 유전체 듀플렉서 중의 적어도 하나를 사용한 통신 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dielectric resonator, a dielectric filter and a dielectric duplexer comprising a dielectric block and a conductor layer formed on the inner and outer surfaces of the dielectric block and serving as an electrode, and the present invention also relates to the dielectric resonator, the dielectric filter and A communication device using at least one of the dielectric duplexers.

마이크로파 대역에서 사용하는 전형적인 유전체 공진기는 동축 관통 구멍을 갖는 직사각형 또는 원주형상의 유전체 블럭으로서, 관통 구멍의 내면에 내부 도체가 형성되고, 유전체 블럭의 외면에 외부 도체가 형성된 유전체 블럭을 사용하여 형성된다. 또한, 본 기술 분야에서는, 직사각형 유전체 블럭에 복수개의 관통 구멍을 형성하고, 각 관통 구멍의 내면에 내부 도체를 형성하여, 단일 유전체 블럭에 복수개의 유전체 공진기를 형성함으로써, 복수의 공진기 단을 갖는 유전체 필터 또는 유전체 듀플렉서를 구성하는 것이 알려져 있다.A typical dielectric resonator for use in the microwave band is a rectangular or columnar dielectric block having a coaxial through hole, which is formed using a dielectric block having an inner conductor formed on the inner surface of the through hole and an outer conductor formed on the outer surface of the dielectric block. . Further, in the technical field, a dielectric having a plurality of resonator stages is formed by forming a plurality of through holes in a rectangular dielectric block, forming an inner conductor on the inner surface of each through hole, and forming a plurality of dielectric resonators in a single dielectric block. It is known to construct filters or dielectric duplexers.

유전체 블럭의 내면 및 외면에 전극의 역할을 하는 도체막을 형성함으로써 구성된 유전체 공진기 및 유전체 듀플렉서 등의 장치는, 전체 사이즈가 작고 높은 무부하 Q(Q0)가 얻어진다는 이점을 갖는다.Devices such as dielectric resonators and dielectric duplexers formed by forming conductor films serving as electrodes on the inner and outer surfaces of the dielectric block have the advantage that a small overall size and high no-load Q (Q 0 ) are obtained.

그러나, 이러한 종류의 장치는 송신 필터 또는 안테나 듀플렉서로서 사용되는 유전체 듀플렉서의 경우와 같이, 비교적 큰 전력을 취급하는 회로에서 사용되는 경우, 전자 장치의 소형화 및 전력 소비의 감소의 요구에 부응하도록, 유전체 공진기의 손실 또는 유전체 필터의 삽입 손실을 더욱 줄이는 것이 바람직하다.However, this kind of device is used to meet the demand of miniaturization of electronic devices and reduction of power consumption when used in circuits that handle relatively large power, such as in the case of dielectric duplexers used as transmission filters or antenna duplexers. It is desirable to further reduce the loss of the resonator or the insertion loss of the dielectric filter.

따라서, 본 발명의 목적은 소형이고 손실이 감소된 유전체 공진기, 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a dielectric resonator, a dielectric filter and a dielectric duplexer that are compact and have reduced losses.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 유전체 공진기의 구조를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a structure of a dielectric resonator according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 상기 유전체 공진기의 주요부에 있어서의 전류 분포의 예를 나타내는 개략도이다.Fig. 2 is a schematic diagram showing an example of current distribution in the main part of the dielectric resonator.

도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유전체 공진기의 구조를 나타내는 개략도이다.3 is a schematic view showing the structure of a dielectric resonator according to a second embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 유전체 공진기의 외관을 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing an appearance of a dielectric resonator according to a third embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에 나타낸 유전체 필터를, 관통 구멍의 개구단이 형성된 한 단면측에서 본 도, 및 이 유전체 필터의 부분 확대도이다.FIG. 5 is a view of the dielectric filter shown in FIG. 4 as viewed from one cross-sectional side in which the open end of the through hole is formed, and a partially enlarged view of the dielectric filter.

도 6은 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 유전체 공진기의 외관을 나타내는 사시도이다.6 is a perspective view showing an appearance of a dielectric resonator according to a fourth embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제 5 실시형태에 따른 유전체 공진기의 외관을 나타내는 사시도이다.7 is a perspective view showing an appearance of a dielectric resonator according to a fifth embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제 6 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 투영도이다.8 is a projection view of a dielectric duplexer according to the sixth embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 제 6 실시형태의 따른 유전체 듀플렉서의 단면도 및 부분 확대도이다.9 is a cross-sectional view and a partially enlarged view of a dielectric duplexer according to the sixth embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제 7 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 투영도이다.10 is a projection view of a dielectric duplexer according to the seventh embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제 8 실시형태에 따른 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서의 구조를 나타내는 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing the structure of a dielectric filter and a dielectric duplexer according to the eighth embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 제 9 실시형태에 따른 통신 장치의 형상을 나타내는 블럭도이다.12 is a block diagram showing the shape of a communication device according to a ninth embodiment of the present invention.

(도면의 주요 부분에 있어서의 부호의 설명)(Explanation of the code in the main part of the drawing)

1: 유전체 블럭1: dielectric block

2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f: 관통 구멍2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f: through hole

3, 3a, 3b: 내부 도체3, 3a, 3b: inner conductor

4: 외부 도체4: outer conductor

4': 외부 도체4 ': outer conductor

5a∼5d: 개구단 전극5a to 5d: open end electrode

6a, 6b, 6c: 결합 전극6a, 6b, 6c: coupling electrode

7a, 7b, 7c: 신호 입출력 단자7a, 7b, 7c: signal input and output terminals

8a, 8b: 결합 선로 구멍8a, 8b: Combined track hole

31, 41: 박막 도체층31, 41: thin film conductor layer

32, 42: 박막 유전체층32, 42: thin film dielectric layer

33, 43: 최외층 도체층33, 43: outermost conductor layer

일반적으로, 유전체 공진기의 손실은 내부 도체 및 외부 도체 등의 도체막의 도체 손실, 유전체 재료의 유전 손실, 및 외부에 방사되는 방사 손실을 포함한다. 이들 손실 중에서, 도체 손실이 지배적이다. 따라서, 유전체 공진기의 손실을 줄이는 키 포인트는 도체 손실을 줄이는 것이다.Generally, the loss of a dielectric resonator includes the loss of conductors in conductor films such as inner conductors and outer conductors, the dielectric loss of dielectric materials, and radiation losses radiated to the outside. Of these losses, conductor losses are dominant. Therefore, the key point to reduce the loss of the dielectric resonator is to reduce the conductor loss.

도체 손실을 줄이기 위하여, 도전율이 높은 재료를 사용하여 전극을 형성하고, 전극의 막 두께를 증가시키는 것이 유효하다. 그러나, 마이크로파-대역 주파 등의 고주파에 있어서, 사용 주파수에 의존하는 표피 깊이를 갖는 표면 영역에 표피 효과에 의하여 전류가 집중한다. 따라서, 표피 깊이보다 도체막의 두께를 훨씬 증가시키더라도, 도체 손실은 실질적으로 감소하지 않는다.In order to reduce conductor loss, it is effective to form an electrode using a material having high conductivity and to increase the film thickness of the electrode. However, at high frequencies such as microwave-band frequencies, current is concentrated by the skin effect on the surface region having the skin depth that depends on the frequency of use. Therefore, even if the thickness of the conductor film is much increased than the skin depth, the conductor loss does not substantially decrease.

유전체 블럭의 사이즈를 증가시키고, 또한 유전율이 작은 유전체 재료를 사용하여 유전체 블럭을 형성하면, 도체막은 전류 밀도가 감소할 것이고, 따라서 도체 손실이 줄어들 것이다. 그러나, 이러한 기술은 소형화의 요건을 충족시킬 수 없다.Increasing the size of the dielectric block and forming the dielectric block using a dielectric material having a low permittivity will reduce the current density of the conductor film and thus reduce the conductor loss. However, this technique cannot meet the requirement of miniaturization.

상기의 관점에서, 본 발명은 유전체 블럭; 상기 유전체 블럭의 한 단면에서 대향 단면에 연장되는 관통 구멍의 내면에 형성된 내부 도체; 및 상기 유전체 블럭의 외면에 형성된 외부 도체;를 포함하는 유전체 공진기로서, 상기 내부 도체 및 상기 외부 도체 중의 적어도 한쪽의 적어도 한 일부가, 사용 주파수에 있어서의 표피 깊이보다 작은 두께를 갖는 박막 도체층과 특정의 유전율을 갖는 박막 유전체층을 번갈아 배치함으로써 형성된 박막 다층 전극 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기를 제공한다. 이러한 본 발명의 공진기에 따르면, 박막 다층 전극의각 박막 도체층에 실질적으로 동일하게 전류가 흐르고, 따라서 전류 경로의 유효 영역(유효 단면적)이 증가하고, 도체 손실이 줄어든다. 그 결과, 저손실의 유전체 공진기가 달성된다In view of the above, the present invention provides a dielectric block; An inner conductor formed on an inner surface of a through hole extending from an end surface of the dielectric block to an opposite end surface; And an outer conductor formed on an outer surface of the dielectric block, wherein at least one of at least one of the inner conductor and the outer conductor has a thin film conductor layer having a thickness smaller than the skin depth at a use frequency; A dielectric resonator having a thin film multilayer electrode structure formed by alternating arrangement of thin film dielectric layers having a specific dielectric constant is provided. According to this resonator of the present invention, current flows substantially the same in each thin film conductor layer of the thin film multilayer electrode, thereby increasing the effective area (effective cross-sectional area) of the current path and reducing the conductor loss. As a result, a low loss dielectric resonator is achieved.

또한 본 발명은 상술한 유전체 블럭; 및 고주파 신호 입출력 단자의 역할을 하는 외부 단자;를 포함하는 유전체 필터를 제공한다. 여기서, 유전체 블럭은 복수의 관통 구멍을 포함하는 것이 바람직하며, 관통 구멍의 내면에 형성된 내부 도체들의 가장 근접한 부분은 박막 다층 전극 구조를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 구조에 있어서, 박막 다층 전극은 2개의 공진기의 결합 모드 중의 홀수 모드로 전계가 집중되는 위치에 제공되고, 이에 따라서 유전체 필터의 삽입 손실을 효과적으로 개선된다.In another aspect, the present invention is a dielectric block; And an external terminal serving as a high frequency signal input / output terminal. Here, the dielectric block preferably includes a plurality of through holes, and the closest portion of the inner conductors formed on the inner surface of the through holes preferably has a thin film multilayer electrode structure. In such a structure, the thin film multilayer electrode is provided at a position where the electric field is concentrated in the odd mode of the coupling mode of the two resonators, thereby effectively improving the insertion loss of the dielectric filter.

또한 본 발명은 상술한 유전체 블럭; 안테나 접속용 외부 단자; 수신 회로 접속용 외부 단자; 및 송신 회로 접속용 외부 단자;를 포함하는 유전체 듀플렉서로서, 상기 외부 단자들이 상기 유전체 블럭의 외면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서를 제공한다. 단일 유전체 블럭을 사용한 이 유전체 듀플렉서는 예를 들면 송신 필터 및 수신 필터를 갖는 안테나 듀플렉서로서 사용될 수 있다.In another aspect, the present invention is a dielectric block; An external terminal for antenna connection; External terminals for receiving circuit connection; And an external terminal for connecting a transmission circuit, the dielectric duplexer including the external terminals disposed on an outer surface of the dielectric block. This dielectric duplexer using a single dielectric block can be used as an antenna duplexer with a transmit filter and a receive filter, for example.

또한 본 발명은 예를 들면 송수신 신호 대역 통과 필터의 역할을 하는 상술한 유전체 필터 또는 안테나 듀플렉서의 역할을 하는 상술한 유전체 듀플렉서를 포함하는 통신 장치를 제공한다. 따라서, 사이즈가 작고 전력 효율이 높은 통신 장치를 실현할 수 있다.The present invention also provides a communication device comprising the above-described dielectric duplexer serving as the above-described dielectric filter or antenna duplexer serving as a transmit / receive signal bandpass filter. Therefore, a communication device of small size and high power efficiency can be realized.

이하에서는, 제 1 실시형태에 따른 유전체 공진기의 구조를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하겠다.Hereinafter, the structure of the dielectric resonator according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1A는 유전체 공진기의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 1B는 중심축을 따라서 절단한 유전체 공진기의 단면도이다. 이들 도면에 있어서, 참조 번호 1은 한 단면에서 대향 단면으로 중심축을 따라서 연장되는 관통 구멍(2)을 갖는 원주형상의 유전체 블럭을 나타낸다. 내부 도체(3)는 관통 구멍(2)의 내면에 형성되고, 외부 도체(4)는 유전체 블럭(1)의 외면에 형성된다. 후술하는 바와 같이, 내부 도체(3) 및 외부 도체(4)는 모두 복수의 박막 도체층 및 박막 유전체층을 번갈아 적층하여 배치하여 이루어지는 박막 다층 전극 구조를 갖도록 형성된다.1A is a perspective view showing the appearance of a dielectric resonator, and FIG. 1B is a sectional view of the dielectric resonator cut along a central axis. In these figures, reference numeral 1 denotes a cylindrical dielectric block having through holes 2 extending along the central axis from one cross section to the opposite cross section. The inner conductor 3 is formed on the inner surface of the through hole 2, and the outer conductor 4 is formed on the outer surface of the dielectric block 1. As will be described later, both the inner conductor 3 and the outer conductor 4 are formed to have a thin film multilayer electrode structure formed by alternately stacking a plurality of thin film conductor layers and a thin film dielectric layer.

도 2는 도 1B에 D로 나타낸 부분의 단면도이다. 도 2에 있어서, 유전체 블럭(1)의 두께는 박막 도체층의 두께에 비하여 매우 감소된다. 도 2에 있어서, 실선 화살표는 고주파 전류를 나타내고 파선 화살표는 변위 전류를 나타낸다. 참조 번호 31 및 41은 사용 주파수에 있어서의 표피 깊이 이하의 두께를 갖는 박막 도체층을 나타낸다. 참조 번호 32 및 42는 특정의 유전율(예를 들면, εr=4 내지 20)을 갖는 박막 유전체층을 나타낸다. 참조 번호 33 및 43은 최외층 도체층을 나타낸다. 박막 다층 전극 구조를 갖는 내부 도체(3) 및 외부 도체(4)는 박막 도체층 및 박막 유전체층을 번갈아 배치함으로써 제조된다. 최외층 도체층은 큰 두께를 갖도록 형성되어, 박막 다층 전극의 표면의 견고함을 달성한다. 이에 따라서, 내부 도체(3)와의 전기적 접속을 달성하기 위하여 관통 구멍(2)내에 핀 전극을 삽입하는 경우, 또는 유전체 공진기의 외부 전극(4)을 실장 기판상의 접지 전극에 솔더링하는 경우, 박막 도체층 및 박막 유전체층으로 이루어지는 다층 구조를 변형없이 유지할 수 있다. 더욱 상세하게는, 사용 주파수에 따라서 소정의 값이 변화되어도 되는데, 예를 들면, 박막 도체층 및 박막 유전체층의 수가 2개가 되어도 되며, 각 박막 도체층의 두께가 1823nm이어도 되며, 각 유전체층의 두께가 113nm이어도 되며, 또한 각 최외층 도체층의 두께가 6000nm이어도 된다.FIG. 2 is a cross-sectional view of the portion indicated by D in FIG. 1B. In Fig. 2, the thickness of the dielectric block 1 is greatly reduced compared to the thickness of the thin film conductor layer. In Fig. 2, the solid arrow indicates the high frequency current and the broken arrow indicates the displacement current. Reference numerals 31 and 41 denote thin film conductor layers having a thickness below the skin depth at the use frequency. Reference numerals 32 and 42 denote thin film dielectric layers having specific permittivity (e.g., epsilon r = 4 to 20). Reference numerals 33 and 43 denote outermost conductor layers. The inner conductor 3 and the outer conductor 4 having the thin film multilayer electrode structure are manufactured by alternately arranging the thin film conductor layer and the thin film dielectric layer. The outermost conductor layer is formed to have a large thickness, thereby achieving the firmness of the surface of the thin film multilayer electrode. Accordingly, when a pin electrode is inserted into the through hole 2 to achieve electrical connection with the inner conductor 3, or when the outer electrode 4 of the dielectric resonator is soldered to the ground electrode on the mounting substrate, the thin film conductor The multilayer structure consisting of the layer and the thin film dielectric layer can be maintained without deformation. More specifically, a predetermined value may be changed depending on the frequency of use, for example, the number of the thin film conductor layer and the thin film dielectric layer may be two, the thickness of each thin film conductor layer may be 1823 nm, and the thickness of each dielectric layer may be 113 nm may be sufficient, and the thickness of each outermost conductor layer may be 6000 nm.

가부시키가이야 무라타 세이사쿠쇼의 미국 특허 출원 번호 96/604,952(WO95/06336)에는, 박막 다층 전극 구조를 설계하기 위한 상세한 방법이 개시되어 있다. 이러한 개시가 참조로 도입되어 있다.U.S. Patent Application No. 96 / 604,952 (WO95 / 06336) by Murata Seisakusho, Kabushigaiya, discloses a detailed method for designing a thin film multilayer electrode structure. This disclosure is incorporated by reference.

최외층 도체층(33) 및 (34) 사이에 고주파 신호가 인가되면, 도 2에 도시된 바와 같이 유전체 블럭(1)에 고주파 전계가 인가되어, 공진이 발생한다. 하부의 박막 유전체층을 통하여 각 박막 도체층(31, 41)에 인가된 고주파 전력은 상부에 위치하는 박막 도체층에 부분적으로 투과되고, 또한 고주파 신호의 에너지가 하부의 박막 유전체층을 통하여 하부의 박막 도체층으로 부분적으로 반사된다. 인접하는 2개의 박막 도체층 사이에 위치하는 각 박막 유전체층에 있어서, 반사파 및 투과파가 공진하고, 또한 각 박막 도체층의 상면 영역 및 하면 영역에서는, 고주파 전류가 반대 방향으로 평행하게 표면을 따라서 흐른다. 박막 도체층(31, 41)의 막 두께는 표피 깊이보다 작기 때문에, 반대 방향으로 평행하게 흐르는 2개의 고주파 전류는 박막 유전체층을 통하여 서로 간섭한다. 그 결과, 거의 모든 전류가 상쇄된다.When a high frequency signal is applied between the outermost conductor layers 33 and 34, a high frequency electric field is applied to the dielectric block 1 as shown in FIG. 2, and resonance occurs. The high frequency power applied to each of the thin film conductor layers 31 and 41 through the lower thin film dielectric layer is partially transmitted to the thin film conductor layer located above, and the energy of the high frequency signal is transmitted through the lower thin film dielectric layer. Partially reflected by the layer. In each of the thin film dielectric layers positioned between two adjacent thin film conductor layers, reflected and transmitted waves resonate, and in the upper and lower regions of each thin film conductor layer, high-frequency currents flow along the surface in parallel in opposite directions. . Since the film thickness of the thin film conductor layers 31 and 41 is smaller than the skin depth, two high frequency currents flowing in parallel in opposite directions interfere with each other through the thin film dielectric layer. As a result, almost all currents cancel out.

한편, 박막 유전체층(32, 42)에 있어서, 전자계에 의하여 변위 전류가 발생한다. 그 결과, 박막 유전체층(32, 42)에 바로 인접하는 박막 도체층의 표면에서 고주파 전류가 발생한다. 이 제 1 실시형태에서, 유전체 공진기는 양 단부에서 개방된 반파장 동축 공진기로서 작용하며, 따라서, 내부 도체(3)의 세로 방향의 양 단부에서 변위 전류가 최대가 되고, 그 중앙부에서 최소가 된다. 각 박막 유전체층(32, 42)의 두께는 유전체 블럭(1) 및 박막 유전체층(32, 42)을 전파하는 TEM 파의 위상 속도가 실질적으로 동등해지도록 선택된다. 따라서, 박막 도체층(31, 41)에 분산된 형태로 흐르는 고주파 전류는 위상이 동일하다. 그 결과 유효 표피 깊이가 증가한다.On the other hand, in the thin film dielectric layers 32 and 42, a displacement current is generated by an electromagnetic field. As a result, a high frequency current is generated on the surface of the thin film conductor layer immediately adjacent to the thin film dielectric layers 32 and 42. In this first embodiment, the dielectric resonator acts as a half-wavelength coaxial resonator open at both ends, so that the displacement current is maximized at both ends in the longitudinal direction of the inner conductor 3 and at the center thereof is minimum. . The thickness of each thin film dielectric layer 32, 42 is selected such that the phase speeds of the TEM waves propagating through the dielectric block 1 and the thin film dielectric layers 32, 42 are substantially equal. Therefore, the high frequency current flowing in the form distributed in the thin film conductor layers 31 and 41 is the same in phase. As a result, the effective skin depth is increased.

상술한 바와 같이, 박막 도체층(31, 41)에 전류가 동위상으로 분산되어 흐르기 때문에, 유효 표피 깊이가 증가한다. 그 결과, 전류 경로의 유효 영역(유효 단면적)이 증가하고, 따라서 도체 손실이 감소한다. 따라서, 저손실의 유전체 공진기가 얻어진다. 본 실시형태에 있어서 내부 도체 및 외부 도체가 박막 다층 구조를 갖도록 형성되지만, 외부 도체 또는 내부 도체의 어느 한 쪽만이 박막 다층 전극 구조를 가져도 된다.As described above, since the current flows in the same phase in the thin film conductor layers 31 and 41, the effective skin depth increases. As a result, the effective area (effective cross-sectional area) of the current path increases, and thus the conductor loss decreases. Thus, a low loss dielectric resonator is obtained. In the present embodiment, the inner conductor and the outer conductor are formed to have a thin film multilayer structure, but only either the outer conductor or the inner conductor may have a thin film multilayer electrode structure.

제 2 실시형태에 따른 유전체 공진기의 구조를 도 3을 참조하여 설명하겠다.The structure of the dielectric resonator according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

도 3A는 유전체 공진기의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 3B는 중심축을 따라서 절단한 유전체 공진기의 단면도이고, 도 3C는 도 3B의 C로 표시되는 부분의 확대도이다. 본 실시형태에서는, 도 1을 참조하여 설명한 제 1 실시형태와 달리, 유전체 블럭(1)의 도 3A에 있어서의 앞면의 한 단면은 개방단으로 작용하도록 형성되고, 대향 단면은 단락단으로 작용하도록 형성된다. 내부 도체(3) 및 외부 도체(4)는 제 1 실시형태와 마찬가지로, 각각 관통 구멍(2)의 내면 및 유전체 블럭(1)의 외면에 형성된다. 도 3B에 D로 나타낸 부분은 전류 및 변위 전류의 분포가 다르지만, 도 2에 나타낸 부분과 유사한 전극 구조를 갖는다. 유전체 블럭(1)의 단락 단면에는, 박막 다층 전극 구조를 갖는 박막 도체(3)의 단면 및 박막 다층 전극 구조를 갖는 박막 도체(4)의 단부가 외부 도체(4')에 의하여 서로 전기적으로 접속되도록, 단일층 전극 형태로 외부 도체(4')가 배치된다. 외부 도체(4')는 내부 도체(3)의 박막 도체층(31) 및 최외층 도체층(33)을 공통으로 접속하고, 또한 외부 도체(4)의 박막 도체층(41) 및 최외층 도체층(41)을 공통으로 접속한다.Fig. 3A is a perspective view showing the appearance of the dielectric resonator, Fig. 3B is a sectional view of the dielectric resonator cut along the central axis, and Fig. 3C is an enlarged view of the portion indicated by C in Fig. 3B. In the present embodiment, unlike the first embodiment described with reference to FIG. 1, one end face of the front face in FIG. 3A of the dielectric block 1 is formed to act as an open end, and the opposite end face acts as a short end. Is formed. The inner conductor 3 and the outer conductor 4 are formed on the inner surface of the through hole 2 and the outer surface of the dielectric block 1, respectively, similarly to the first embodiment. The portion indicated by D in FIG. 3B has an electrode structure similar to that shown in FIG. 2 although the distributions of current and displacement current are different. In the short-circuited end face of the dielectric block 1, the cross section of the thin film conductor 3 which has a thin film multilayer electrode structure, and the edge part of the thin film conductor 4 which has a thin film multilayer electrode structure are electrically connected to each other by the outer conductor 4 '. Preferably, the outer conductor 4 'is arranged in the form of a single layer electrode. The outer conductor 4 ′ connects the thin film conductor layer 31 and the outermost conductor layer 33 of the inner conductor 3 in common, and also the thin film conductor layer 41 and the outermost conductor of the outer conductor 4. Layer 41 is connected in common.

단락단에서 박막 다층 전극의 각 도체층을 공통으로 접속한 결과, 각 박막 도체층은 공통의 0 전위를 가지며, 각 박막 도체층에 흐르는 고주파 전류가 동일한 위상을 갖는다. 따라서, 제 1 실시형태에서는, 유효 표피 깊이가 증가한다. 여기서, 외부 도체(4')의 도체 손실은 사용 주파수에서의 표피 깊이 이상의 두께를 갖도록 외부 도체(4')를 형성함으로써 최소화할 수 있다.As a result of commonly connecting each conductor layer of the thin film multilayer electrode at the short-circuit end, each thin film conductor layer has a common zero potential, and the high frequency current flowing through each thin film conductor layer has the same phase. Therefore, in the first embodiment, the effective skin depth is increased. Here, the conductor loss of the outer conductor 4 'can be minimized by forming the outer conductor 4' so as to have a thickness above the skin depth at the use frequency.

단락 단면의 외부 도체(4')는 단일층 전극의 형태이기 때문에, 외부 도체(4')의 일부를 소정량만큼 절단하는 것만으로 유전체 공진기의 공진 주파수를 조정하는 것이 가능하다.Since the outer conductor 4 'of the short-circuit cross section is in the form of a single layer electrode, it is possible to adjust the resonance frequency of the dielectric resonator only by cutting a part of the outer conductor 4' by a predetermined amount.

이하에, 제 3 실시형태에 따른 유전체 필터의 구조를 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하겠다.The structure of the dielectric filter according to the third embodiment will be described below with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4는 유전체 필터의 외관을 나타내는 사시도이다. 실장 기판과 접촉하는 면이 도 4의 상측이 되도록 도시되어 있다. 도 4에서, 참조 번호 1은 직사각형 유전체 블럭을 나타낸다. 유전체 블럭(1)에 있어서, 관통 구멍(2a, 2b)은 그 축이 서로 평행하게 되도록 2개의 대향 단면 사이에 형성된다. 관통 구멍(2a, 2b)은 축을 따른 구멍 직경에서 보아 단차 구조를 갖는다. 즉 관통 구멍(2a, 2b)은 중앙에 형성된 구멍 직경이 작은 소 직경부 및 양 단부측에 형성된 구멍 직경이 큰 대 직경부를 포함한다. 각 관통 구멍(2a, 2b)의 내면에는 내부 도체(3a, 3b)가 형성된다. 유전체 블럭(1)의 외면에서, 외부 도체(4)는 관통 구멍(2a, 2b)이 형성된 2개의 단면 이외의 4개의 측면에 형성된다. 또한, 고주파 신로 입출력용의 신호 입출력 단자(7a, 7b)는 외부 도체(4)로부터 전기적으로 절연되도록 유전체 블럭(1)의 외면에 형성된다.4 is a perspective view showing the appearance of the dielectric filter. The surface in contact with the mounting substrate is shown to be the upper side of FIG. 4. In Fig. 4, reference numeral 1 denotes a rectangular dielectric block. In the dielectric block 1, the through holes 2a and 2b are formed between two opposing end faces so that their axes are parallel to each other. The through holes 2a and 2b have a stepped structure in view of the hole diameter along the axis. That is, the through holes 2a and 2b include a small diameter portion having a small hole diameter formed at the center and a large diameter portion having a large hole diameter formed at both end sides. Inner conductors 3a and 3b are formed on the inner surface of each of the through holes 2a and 2b. On the outer surface of the dielectric block 1, the outer conductor 4 is formed on four side surfaces other than the two cross sections in which the through holes 2a and 2b are formed. In addition, the signal input / output terminals 7a and 7b for high frequency signal input / output are formed on the outer surface of the dielectric block 1 so as to be electrically insulated from the external conductor 4.

도 5A는 도 4에 나타낸 유전체 필터에 있어서 관통 구멍(2a, 2b)의 개방단이 형성된 한쪽 단면측에서 본 도면이다. 도 5B는 도 5A의 B로 나타낸 부분의 확대도이다. 외부 도체(4)는 박막 도체층(41) 및 박막 유전체층(42)을 포함하는 다층 영역, 및 최외층 도체층(43)으로 이루어지는 박막 다층 전극 구조를 갖는다는 것을 알 수 있다. 도 5B에 도시한 바와 같이, 박막 도체층(41) 및 박막 유전체층(42)은 유전체 블럭(1)의 한 측면에서 다른 인접하는 측면까지의 영역을 따라서 연속적으로 연장된다. 또한 내부 도체(3a, 3b)는 도 2에 나타낸 것과 유사한 박막 다층 전극 구조를 갖는다. 따라서, 서로 결합된 2개의 반파장 공진기가 단일 유전체 블럭에 형성된다.FIG. 5A is a view seen from one end surface side in which the open ends of the through holes 2a and 2b are formed in the dielectric filter shown in FIG. 4. 5B is an enlarged view of the portion indicated by B in FIG. 5A. It is understood that the outer conductor 4 has a thin film multilayer electrode structure composed of a multilayer region including the thin film conductor layer 41 and the thin film dielectric layer 42, and the outermost conductor layer 43. As shown in FIG. 5B, the thin film conductor layer 41 and the thin film dielectric layer 42 extend continuously along the region from one side of the dielectric block 1 to the other adjacent side. The inner conductors 3a and 3b also have a thin film multilayer electrode structure similar to that shown in FIG. Thus, two half-wave resonators coupled to each other are formed in a single dielectric block.

신호 입출력 단자(7a, 7b)는 먼저 유전체 블럭(1)의 4개의 측면의 전체 영역에 박막 다층 전극을 형성한 후, 박막 다층 전극을 선택적으로 에칭하여, 외부 도체(4)의 부분으로부터 분리된 다른 부분을 형성함으로써 형성된다. 신호 입출력 단자(7a, 7b)는 각 내부 도체(3a, 3b)의 한쪽 개방단과 정전 용량을 발생시키고, 따라서, 신호 입출력 단자(7a, 7b)는 각 공진기와 정전 결합된다. 신호 입출력 단자(7a, 7b)는 외부 도체(4)와 마찬가지로 박막 다층 전극 구조를 갖도록 형성되어도 되며, 또는 신호 입출력 단자(7a, 7b)가 전류 밀도가 작기 때문에 단일층 전극 구조를 갖도록 형성되어도 된다.The signal input / output terminals 7a and 7b first form a thin film multilayer electrode on the entire area of the four sides of the dielectric block 1, and then selectively etch the thin film multilayer electrode to separate it from the portion of the outer conductor 4. It is formed by forming another part. The signal input / output terminals 7a and 7b generate capacitance with one open end of each of the internal conductors 3a and 3b, and thus the signal input / output terminals 7a and 7b are electrostatically coupled to each resonator. The signal input / output terminals 7a and 7b may be formed to have a thin film multilayer electrode structure similarly to the external conductor 4, or the signal input / output terminals 7a and 7b may be formed to have a single layer electrode structure since the current density is small. .

제 4 실시형태에 따른 유전체 필터의 구조를 도 6을 참조하여 설명하겠다.The structure of the dielectric filter according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.

도 6A는 2개의 관통 구멍의 개방단이 형성된 한쪽 단면측에서 본 유전체 필터의 도면이다. 도 6B는 관통 구멍의 축에 수직인 면을 따른 유전체 필터의 단면도이다. 도 6A에 있어서, 실선 화살표는 홀수 모드에 있어서의 전기력 선을 나타내며, 이에 따라서 전계 분포를 나타내고 있다. 홀수 모드에 있어서, 2개의 내부 도체(3a, 3b) 사이의 부분이 전기적 벽으로 작용하고, 따라서 전계가 내부 도체(3a, 3b)의 가장 근접한 영역에 집중된다. 그 결과, 이들 영역에서 전류 밀도가 높아진다. 상기의 점에서 보아, 도 6B에 나타낸 바와 같이, 내부 도체는 전류 밀도가 높아지는 내부 도체의 영역, 즉 내부 도체들의 가장 근접한 부분이 박막 다층 전극 구조를 갖도록 형성된다. 즉, 도 6B에 있어서, 참조 번호 31 및 32는 각각 박막 도체층 및 박막 유전체층을 나타내며, 이들에 의해 박막 다층 전극을 구성한다. 이 구조에 있어서, 2개의 내부 도체(3a, 3b)의 박막 다층 전극의 대향 부분에 있어서 홀수 모드에서 축방향을 따른 전류 분포는 도 2에 도시된 것과 유사하다. 따라서, 내부 도체(3a, 3b)의 유효 표피 깊이가 증가하고, 내부 도체의 도체 손실이 줄어든다.Fig. 6A is a diagram of a dielectric filter seen from one end face side in which open ends of two through holes are formed. 6B is a cross-sectional view of the dielectric filter along a plane perpendicular to the axis of the through hole. In Fig. 6A, the solid line arrow indicates the electric force line in the odd mode, and thus the electric field distribution. In odd mode, the part between the two inner conductors 3a, 3b acts as an electrical wall, so that the electric field is concentrated in the nearest region of the inner conductors 3a, 3b. As a result, the current density increases in these regions. In view of the above, as shown in Fig. 6B, the inner conductor is formed such that the region of the inner conductor where the current density becomes high, that is, the closest part of the inner conductors has a thin film multilayer electrode structure. That is, in Fig. 6B, reference numerals 31 and 32 denote thin film conductor layers and thin film dielectric layers, respectively, thereby forming a thin film multilayer electrode. In this structure, the current distribution along the axial direction in the odd mode in the opposite portions of the thin film multilayer electrodes of the two inner conductors 3a and 3b is similar to that shown in FIG. Thus, the effective skin depth of the inner conductors 3a and 3b increases, and the conductor loss of the inner conductors is reduced.

이하에, 제 5 실시형태에 따른 유전체 필터의 구조를 도 7을 참조하여 설명하겠다. 도 7A는 유전체 필터의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 7B는 2개의 관통 구멍의 중심 축을 따른 유전체 필터의 단면도이다. 도 7C는 도 7B의 C로 나타낸 부분의 확대도이다. 본 실시형태에 있어서, 내면이 내부 도체로 피복된 관통 구멍(2a, 2b)이 유전체 블럭(1)에 형성되고, 외부 도체(4) 및 신호 입출력 단자(7a, 7b)가 유전체 블럭(1)의 외면에 형성된다. 본 실시형태에 있어서, 도 4의 유전체 필터와 달리, 각 관통 구멍(2a, 2b)의 한 단부는 개방면으로 작용하도록 형성되고, 대향 단부는 단락면으로 작용하도록 형성된다. 각 관통 구멍(2a, 2b)은 개방단에 위치한 내부 직경이 큰 대 직경부 및 단락단에 위치한 내부 직경이 작은 소 직경부를 포함한다.The structure of the dielectric filter according to the fifth embodiment will be described below with reference to FIG. 7. Fig. 7A is a perspective view showing the appearance of the dielectric filter, and Fig. 7B is a sectional view of the dielectric filter along the central axis of the two through holes. FIG. 7C is an enlarged view of the portion indicated by C in FIG. 7B. In the present embodiment, through holes 2a and 2b whose inner surfaces are covered with an inner conductor are formed in the dielectric block 1, and the outer conductor 4 and the signal input / output terminals 7a and 7b are formed in the dielectric block 1. It is formed on the outer surface of the. In the present embodiment, unlike the dielectric filter of Fig. 4, one end of each through hole 2a, 2b is formed to act as an open surface, and the opposite end is formed to act as a shorting surface. Each through hole 2a, 2b includes a large diameter portion having a large inner diameter located at the open end and a small diameter portion having a small inner diameter located at the short end.

유전체 블럭(1)의 단락면에는, 사용 주파수에서의 표피 깊이의 3배 이상의 두께를 갖는 단일층 전극 형태의 외부 도체(4')가, 박막 다층 전극 구조를 갖는 내부 도체(3a) 및 외부 도체(4)가 서로 전기적으로 접속됨과 아울러, 각 박막 도체층이 공통으로 접속되도록 배치된다.On the short-circuit surface of the dielectric block 1, the outer conductor 4 'in the form of a single layer electrode having a thickness three times or more of the skin depth at the use frequency includes an inner conductor 3a and an outer conductor having a thin film multilayer electrode structure. (4) is electrically connected to each other, and each thin film conductor layer is arrange | positioned so that it may connect in common.

상술한 방법으로 단일 유전체 블럭에 1/4파장 공진기를 형성함으로써, 대역 통과 특성을 갖는 유전체 필터가 얻어진다.By forming a quarter-wave resonator in a single dielectric block in the above-described manner, a dielectric filter having band pass characteristics is obtained.

제 5 실시형태에 있어서, 관통 구멍은 각 관통 구멍의 한 단부만이 단락면으로 작용하도록 형성되는데, 각 관통 구멍의 양 단부가 단락면으로 작용하도록 관통 구멍을 형성하여, 양 단락단에 반파장 공진이 발생하는 공진기를 형성해도 된다.In the fifth embodiment, the through-holes are formed such that only one end of each through-hole acts as a short-circuit surface, and the through-holes are formed so that both ends of each through-hole act as a short-circuit surface, thereby having a half wavelength at both short-circuit ends. A resonator in which resonance occurs may be formed.

제 6 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 구조를 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하겠다.The structure of the dielectric duplexer according to the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

도 8은 유전체 듀플렉서의 투영도로서, 도 8A, 도 8b, 도 8c 및 도 8d는 각각 상면도, 좌측면도, 우측면도, 배면도이다. 도 8에 도시된 상면은 실장 기판과 접촉될 면이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 대략 직사각형 형상을 갖는 유전체 블럭(1)내에, 실질적으로 평행한 관통 구멍(2a∼2d)이 형성된다. 박막 다층 전극 구조를 갖는 내부 도체는 각 관통 구멍의 내면에 형성된다. 박막 다층 전극 구조를 갖는 외부 도체(4)는 유전체 블럭(1)의 관통 구멍의 축에 평행한 4개의 측면에 형성된다. 유전체 블럭(1)의 단락면이 되는 단면에, 단일층 전극 형태의 외부 도체(4')가 배치된다. 유전체 블럭(1)의 개방 단면에, 각 내부 도체로부터 연속적으로 연장되는 개방단 전극(5a∼5d)이 형성된다. 또한, 이 개방 단면에는, 인접하는 개방단 전극과 용량 결합되는 결합 전극(6a, 6b, 6c)이 형성된다. 또한, 유전체 블럭(1)의 개방 단면에는, 각 결합 전극(6a, 6b, 6c)로부터 연속적으로 연장됨과 아울러 외부 도체(4)로부터 전기적으로 절연되도록, 신호 입출력 단자(7a, 7b, 7c)가 형성된다.8 is a projection view of the dielectric duplexer, and FIGS. 8A, 8B, 8C, and 8D are top, left, right, and rear views, respectively. The upper surface shown in FIG. 8 is a surface to be in contact with the mounting substrate. As shown in Fig. 8, substantially parallel through holes 2a to 2d are formed in the dielectric block 1 having a substantially rectangular shape. An inner conductor having a thin film multilayer electrode structure is formed on the inner surface of each through hole. The outer conductor 4 having the thin film multilayer electrode structure is formed on four sides parallel to the axis of the through hole of the dielectric block 1. In the cross section which becomes the short-circuiting surface of the dielectric block 1, the outer conductor 4 'in the form of a single layer electrode is arrange | positioned. In the open end face of the dielectric block 1, open end electrodes 5a to 5d which extend continuously from each inner conductor are formed. In addition, coupling electrodes 6a, 6b, 6c which are capacitively coupled to adjacent open end electrodes are formed in this open end surface. In the open end surface of the dielectric block 1, the signal input / output terminals 7a, 7b, 7c are provided so as to extend continuously from each coupling electrode 6a, 6b, 6c and electrically insulate from the external conductor 4. Is formed.

도 9A는 관통 구멍(2a)의 축이 위치하고 유전체 블럭(1)의 상면에 수직인 면을 따른 유전체 듀플렉서의 단면도이다. 도 9B는 도 9A의 B로 나타낸 부분의 확대도이다. 도 9B에 나타낸 바와 같이, 내부 도체(3a)는 박막 도체층(31), 박막 유전체층(32) 및 최외층 도체층(33)으로 이루어지는 박막 다층 전극 구조를 갖도록 형성된다. 또한, 개방단 전극(5a)은 각 층을 유전체 블럭(1)의 단면에 연속적으로 연장한 박막 다층 전극 구조를 갖는다.9A is a cross-sectional view of the dielectric duplexer along the plane where the axis of the through hole 2a is located and perpendicular to the top surface of the dielectric block 1. FIG. 9B is an enlarged view of the portion indicated by B in FIG. 9A. As shown in FIG. 9B, the inner conductor 3a is formed to have a thin film multilayer electrode structure composed of a thin film conductor layer 31, a thin film dielectric layer 32, and an outermost conductor layer 33. As shown in FIG. In addition, the open end electrode 5a has a thin film multilayer electrode structure in which each layer is continuously extended in the cross section of the dielectric block 1.

내부 도체로부터 연장하는 개방단 전극의 각 박막 도체층이 개방단에서 공통으로 접속되지 않고 개방상태로 유지되기 때문에, 각 박막 도체층(31, 41)에 흐르는 고주파 전류가 실질적으로 동일한 위상을 갖는다. 즉, 박막 도체층(31, 41) 사이에 고주파 전류가 분포하고, 분포 전류는 동일한 위상으로 흐른다. 이 결과 유효 표피 깊이가 증가한다.Since each thin film conductor layer of the open end electrode extending from the inner conductor is kept open without being commonly connected at the open end, the high frequency current flowing through each of the thin film conductor layers 31 and 41 has substantially the same phase. That is, the high frequency current is distributed between the thin film conductor layers 31 and 41, and the distribution current flows in the same phase. This increases the effective skin depth.

도 8을 다시 참조하면, 관통 구멍(2a, 2b)에 의해 형성되는 2개의 공진기는 개방단 전극(5a, 5b)사이의 정전용량에 의하여 서로 결합된다. 마찬가지로, 각 관통 구멍(2c, 2d)에 의해 형성되는 2개의 공진기는 개방단 전극(5c, 5d)사이의 정전용량에 의해 서로 결합된다. 결합 전극(6a)은 개방단 전극(5a)와 용량 결합하고, 결합 전극(6c)은 개방단 전극(5d)와 용량 결합한다. 결합 전극(6b)은 개방단 전극(5b, 5c)과 용량 결합한다. 따라서, 본 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서는 신호 입출력 단자(7a)가 송신 회로 접속용 외부 단자의 역할을 하고, 신호 입출력 단자(7b)가 안테나 접속용 외부 단자의 역할을 하고, 신호 입출력 단자(7c)가 수신 회로 접속용 외부 단자의 역할을 하는 안테나 듀플렉서로서 기능한다.Referring again to FIG. 8, the two resonators formed by the through holes 2a and 2b are coupled to each other by the capacitance between the open end electrodes 5a and 5b. Similarly, the two resonators formed by the respective through holes 2c and 2d are coupled to each other by the capacitance between the open end electrodes 5c and 5d. The coupling electrode 6a is capacitively coupled to the open end electrode 5a, and the coupling electrode 6c is capacitively coupled to the open end electrode 5d. The coupling electrode 6b is capacitively coupled to the open end electrodes 5b and 5c. Therefore, in the dielectric duplexer according to the present embodiment, the signal input / output terminal 7a serves as an external terminal for transmitting circuit connection, the signal input / output terminal 7b serves as an external terminal for antenna connection, and the signal input / output terminal 7c. ) Serves as an antenna duplexer that serves as an external terminal for connecting a receiving circuit.

이하에, 제 7 실시형태에 따른 유전체 듀플렉서의 구조를 도 10을 참조하여 설명하겠다.The structure of the dielectric duplexer according to the seventh embodiment will be described below with reference to FIG.

도 10A, 도 10B, 도 10C, 도 10D 및 도 10E는 각각 유전체 듀플렉서의 상면도, 좌측면도, 우측면도, 배면도 및 정면도이다. 여기서, 도 10에 도시된 상면은 실장 기판과 접촉될 면이다.10A, 10B, 10C, 10D, and 10E are top, left, right, back, and front views of the dielectric duplexer, respectively. Here, the upper surface shown in FIG. 10 is a surface to be in contact with the mounting substrate.

도 10에 도시된 바와 같이, 대략 직사각형 형상을 갖는 유전체 블럭에, 실질적으로 평행한 관통 구멍(2a∼2f, 8a 및 8b)이 형성된다. 각 관통 구멍(2a∼2f)의 내면에는, 박막 다층 전극 구조를 갖는 내부 도체가 형성되고, 각 관통 구멍(2a∼2f)의 한쪽 개방단 부근 영역에, 비전극부 g가 형성된다. 유전체 블럭(1)의 관통 구멍의 축에 평행한 4개의 측면에는, 박막 다층 전극 구조를 갖는 외부 도체(4)가 형성된다. 유전체 블럭(1)의, 단락면이 되는 2개의 단면에는, 단일층 전극 형태의 외부 도체(4')가 형성된다. 입출력 단자(7a, 7b)는 각 관통 구멍(8a, 8b)의 한쪽 개방단에, 입출력 단자(7a, 7b)가 관통 구멍(8a, 8b)의 내면에 형성된 내부 도체로부터 유전체 블럭(1)의 단면 및 상면까지 연속적으로 연장함과 아울러, 외부 도체(4, 4')로부터 분리되도록 형성된다. 또한, 외부 도체(4)로부터 분리된 입출력 단자(7c)는 유전체 블럭(1)의 외면에 형성된다.As shown in Fig. 10, substantially parallel through holes 2a to 2f, 8a and 8b are formed in the dielectric block having a substantially rectangular shape. An inner conductor having a thin film multilayer electrode structure is formed on the inner surface of each of the through holes 2a to 2f, and the non-electrode portion g is formed in a region near one open end of each of the through holes 2a to 2f. On four sides parallel to the axis of the through hole of the dielectric block 1, an outer conductor 4 having a thin film multilayer electrode structure is formed. In the two end surfaces of the dielectric block 1 serving as the short-circuit surface, an outer conductor 4 'in the form of a single layer electrode is formed. The input / output terminals 7a and 7b are formed at one open end of each of the through holes 8a and 8b, and the input and output terminals 7a and 7b are formed on the inner surface of the through holes 8a and 8b. It extends continuously to the cross section and the top surface, and is formed to be separated from the outer conductors 4 and 4 '. In addition, the input / output terminal 7c separated from the outer conductor 4 is formed on the outer surface of the dielectric block 1.

관통 구멍(2b, 2c)에 의해 형성되는 2개의 공진기는 컴 라인 형태로 결합된다. 결합 선로 구멍(8a, 8b)은 관통 구멍(2b, 2c)에 의해 형성되는 각 공진기와 인터디지탈 결합된다. 관통 구멍(2a)에 의해 형성되는 공진기는 결합 선로 구멍(8a)과 인터디지탈 결합된다. 따라서, 관통 구멍(2b, 2c)으로 이루어진 2단 공진기에 의해 넓은 통과 대역을 갖는 필터가 형성되며, 이 광대역 필터 및 관통 구멍(2a)에 의해 실현되는 트랩 공진기에 의하여, 송신 필터가 형성된다. 관통 구멍(2d, 2e, 2f)에 의해 형성된 3개의 공진기는 컴 라인 형태로 결합된다. 결합 선로 구멍(8b)은 관통 구멍(2d)에 의해 형성되는 공진기와 인터디지탈 결합된다. 신호 입출력 단자(7c)는 관통 구멍(2f)에 의해 형성되는 공진기와 용량 결합된다. 따라서, 관통 구멍(2d, 2e, 2f)에 의해 실현되는 3개의 공진기에 의하여, 대역 통과 특성을 갖는 수신 필터가 형성된다.Two resonators formed by the through holes 2b and 2c are coupled in a com-line form. The coupling line holes 8a and 8b are interdigitally coupled with each resonator formed by the through holes 2b and 2c. The resonator formed by the through hole 2a is interdigitally coupled with the coupling line hole 8a. Therefore, a filter having a wide pass band is formed by a two-stage resonator composed of the through holes 2b and 2c, and a transmission filter is formed by the trap resonator realized by the wide band filter and the through holes 2a. Three resonators formed by the through holes 2d, 2e, and 2f are combined in a com-line form. The coupling line hole 8b is interdigitally coupled with the resonator formed by the through hole 2d. The signal input / output terminal 7c is capacitively coupled with a resonator formed by the through hole 2f. Therefore, a reception filter having band pass characteristics is formed by three resonators realized by the through holes 2d, 2e, and 2f.

따라서, 본 발명에 따른 유전체 듀플렉서는, 신호 입출력 단자(7a)가 송신 회로 접속용 외부 단자의 역할을 하고, 신호 입출력 단자(7b)가 안테나 접속용 외부 단자의 역할을 하고, 신호 입출력 단자(7c)가 수신 회로 접속용 외부 단자의 역할을 하는 안테나 듀플렉서로서 기능한다.Therefore, in the dielectric duplexer according to the present invention, the signal input / output terminal 7a serves as an external terminal for transmitting circuit connection, the signal input / output terminal 7b serves as an external terminal for antenna connection, and the signal input / output terminal 7c. ) Serves as an antenna duplexer that serves as an external terminal for connecting a receiving circuit.

제 8 실시형태에 따른 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서의 구조예를 도 11을 참조하여 설명하겠다.An example of the structure of the dielectric filter and the dielectric duplexer according to the eighth embodiment will be described with reference to FIG.

도 11A 및 도 11B는 유전체 필터 또는 유전체 듀플렉서의 유전체 블럭의 부분 확대 단면도이다. 도 11A, 도 11B에 있어서, 도 3 또는 도 7에 C로 나타낸 부분과 마찬가지로, 유전체 블럭의 단락 단부의 단면 구조를 도시하고 있다. 관통 구멍(2)의 내면에 형성된 내부 도체(3)의 구조 및 유전체 블럭(1)의 외부 측면에 형성된 외부 도체(4)의 구조는 도 3 또는 도 7에 도시된 것과 유사하다.11A and 11B are partially enlarged cross-sectional views of a dielectric block of a dielectric filter or dielectric duplexer. 11A and 11B, the cross-sectional structure of the short end portion of the dielectric block is shown similarly to the portion indicated by C in FIG. 3 or FIG. The structure of the inner conductor 3 formed on the inner surface of the through hole 2 and the structure of the outer conductor 4 formed on the outer side of the dielectric block 1 are similar to those shown in FIG. 3 or 7.

도 11A에 도시된 예에서, 유전체 블럭(1)의 단락 단면에는, 번갈아 배치되어 다층 구조를 이루는 박막 도체층(41) 및 박막 유전체층(42), 및 최외층 도체층(43)을 포함하는 박막 다층 전극이 형성된다. 박막 다층 전극 구조의 내부 도체(3)의 단부(코너부) 및 박막 다층 전극 구조의 외부 도체(4)의 단부(코너부)에서, 최외층 도체층을 포함하는 각 박막 도체층은 단일층 전극에 의하여 공통으로 전기적으로 접속된다.In the example shown in FIG. 11A, the short-circuiting cross section of the dielectric block 1 includes a thin film conductor layer 41, a thin film dielectric layer 42, and an outermost conductor layer 43 alternately arranged in a multilayer structure. A multilayer electrode is formed. At the end (corner portion) of the inner conductor 3 of the thin film multilayer electrode structure and the end (corner portion) of the outer conductor 4 of the thin film multilayer electrode structure, each thin film conductor layer including the outermost conductor layer is a single layer electrode. It is electrically connected in common.

단락단에서 박막 다층 전극의 각 도체층을 공통으로 접속한 결과, 각 박막 도체층은 공통의 0 전위를 가지며, 각 박막 도체층에 흐르는 고주파 전류가 동일한 위상을 갖는다. 따라서, 제 1 실시형태에서와 같이, 유효 표피 깊이가 증가한다. 또한, 단락 단면의 외부 전극(4)이 박막 다층 전극 구조를 가지기 때문에, 단락 단면의 외부 도체(4)의 박막 도체층 사이에 전류가 분산되고, 따라서 단락 단면에서의 도체 손실이 충분히 줄어든다.As a result of commonly connecting each conductor layer of the thin film multilayer electrode at the short-circuit end, each thin film conductor layer has a common zero potential, and the high frequency current flowing through each thin film conductor layer has the same phase. Thus, as in the first embodiment, the effective skin depth is increased. In addition, since the external electrode 4 of the short cross section has a thin film multilayer electrode structure, current is dispersed between the thin film conductor layers of the outer conductor 4 of the short cross section, so that the conductor loss in the short cross section is sufficiently reduced.

도 11B에 도시된 예에 있어서, 관통 구멍(2)의 내면의 내부 도체(3), 유전체 블럭(1)의 외면의 외부 도체(4) 및 단락 단면의 외부 도체(4)는 모두 박막 다층 구조를 갖는 연속적인 전극으로 형성된다. 또한, 이 구조에서, 각 박막 도체층에 흐르는 고주파 전류는 실질적으로 동일한 위상을 가지며, 유효 표피 깊이가 증가한다. 또한, 단락 단면의 외부 도체(4)의 박막 도체층 사이에 전류가 분산되고, 따라서 단락 단면의 도체 손실이 충분히 줄어든다.In the example shown in FIG. 11B, the inner conductor 3 of the inner surface of the through hole 2, the outer conductor 4 of the outer surface of the dielectric block 1, and the outer conductor 4 of the short-circuit cross section are all thin film multilayer structures. It is formed into a continuous electrode having a. Also, in this structure, the high frequency current flowing through each thin film conductor layer has substantially the same phase, and the effective skin depth increases. In addition, current is dispersed between the thin film conductor layers of the outer conductor 4 in the short-circuit cross section, so that the conductor loss in the short-circuit cross section is sufficiently reduced.

상술한 실시형태에 따른 유전체 필터 또는 유전체 듀플렉서를 사용한 통신 장치의 구성을 도 12를 참조하여 설명하겠다. 도 12에 도시한 바와 같이, 통신 장치는 송수신 안테나 ANT, 듀플렉서 DPX, 대역통과 필터 BPFa, BPFb, BPFc, 증폭기 AMPa, AMPb, 믹서 MIXa, MIXb, 오실레이터 OSC, 및 분주기(신시사이저) DIV를 포함한다. 믹서 MIXa는 변조 신호에 따라서, 분주기 DIV로부터 출력되는 주파수 신호를 변조한다. 대역 통과 필터 BPFa는 송신 주파수 대역내의 신호 성분만을 통과시킨다. 증폭기 AMPa는 통과 대역 필터 BPFa로부터 출력되는 신호의 전력을 증폭한다. 증폭된 신호는 듀플렉서 DPX를 통하여 안테나 ANT에 공급되어, 안테나 ANT로부터 송신된다. 증폭기 AMPb는 듀플렉서 DPX로부터 출력되는 신호를 증폭한다. 대역 통과 필터 BPFb는 수신 주파수 대역내의 신호 성분만을 통과시킨다. 믹서 MIXb는 대역 통과 필터 BPFc로부터 출력되는 주파수 신호를 수신된 신호와 믹싱하고, 중간 주파 신호 IF를 출력한다.The configuration of the communication device using the dielectric filter or dielectric duplexer according to the above-described embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 12, the communication apparatus includes a transmit / receive antenna ANT, a duplexer DPX, a bandpass filter BPFa, BPFb, BPFc, an amplifier AMPa, AMPb, a mixer MIXa, a MIXb, an oscillator OSC, and a divider (synthesizer) DIV. . The mixer MIXa modulates the frequency signal output from the divider DIV in accordance with the modulation signal. The band pass filter BPFa only passes signal components in the transmission frequency band. The amplifier AMPa amplifies the power of the signal output from the passband filter BPFa. The amplified signal is supplied to the antenna ANT through the duplexer DPX and transmitted from the antenna ANT. The amplifier AMPb amplifies the signal output from the duplexer DPX. The band pass filter BPFb only passes signal components in the reception frequency band. The mixer MIXb mixes the frequency signal output from the band pass filter BPFc with the received signal and outputs the intermediate frequency signal IF.

도 12에 나타낸 듀플렉서로서, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11에 나타낸 구조중의 어느 하나를 갖는 유전체 듀플렉서를 사용하여도 된다. 대역 통과 필터 BPFa, BPFb, BPFc로서, 도 1∼ 도 7 및 도 11에 도시된 구조 중의 어느 하나를 갖는 유전체 필터를 사용해도 된다. 따라서, 전체 사이즈가 작고 저손실을 갖는 통신 장치가 실현된다.As the duplexer shown in Fig. 12, a dielectric duplexer having any one of the structures shown in Figs. 8, 9, 10 and 11 may be used. As the band pass filters BPFa, BPFb, and BPFc, a dielectric filter having any of the structures shown in Figs. 1 to 7 and 11 may be used. Thus, a communication device having a small overall size and low loss is realized.

상술한 실시형태에 있어서, 직사각형 형상을 갖는 단일 유전체 블럭의 내면 및 외면에 전극이 형성된다. 또는, 소정 부위에 전극이 형성된 2개 이상의 유전체 블럭을 접합함으로써, 유사한 구조를 갖는 유전체 공진기, 유전체 필터 또는 유전체 듀플렉서를 제조해도 된다. 또는, 스퍼터링, 진공 증착, CVD, 레이저 연마, 이온 도금 등의 물리적 또는 화학적 막 증착 기술에 의하여 도체층 및 유전체층을 번갈아 형성하여 다층 구조로 함으로써, 박막 다층 전극을 형성해도 된다.In the above-described embodiment, electrodes are formed on the inner and outer surfaces of a single dielectric block having a rectangular shape. Alternatively, a dielectric resonator, a dielectric filter, or a dielectric duplexer having a similar structure may be manufactured by joining two or more dielectric blocks having electrodes formed at predetermined portions. Alternatively, the thin film multilayer electrode may be formed by alternately forming a conductor layer and a dielectric layer by a physical or chemical film deposition technique such as sputtering, vacuum deposition, CVD, laser polishing, or ion plating to form a multilayer structure.

상술한 바와 같이, 본 발명은 많은 이점을 제공한다. 즉 본 발명의 한 양태에 있어서, 내부 도체 및 외부 도체중의 적어도 한쪽의 적어도 일부는, 사용 주파수에 있어서의 표피 깊이보다 작은 두께를 갖는 박막 도체층 및 특정의 유전율을 갖는 박막 유전체층을 번갈아 배치함으로써 형성된 박막 다층 전극 구조를 갖는다. 이에 따라서, 내부 도체 및 외부 도체의 유효 단면적이 증가하고, 도체 손실이 감소한다. 그 결과, 저손실 특성을 갖는 유전체 공진기, 유전체 필터 및 유전체 듀플렉서를 실현하는 것이 가능하다. 또한, 사이즈가 작고 전력 효율이 높은 통신 장치를 실현할 수 있다.As mentioned above, the present invention provides many advantages. That is, in one aspect of the present invention, at least one of at least one of the inner conductor and the outer conductor alternately arranges a thin film conductor layer having a thickness smaller than the skin depth at a use frequency and a thin film dielectric layer having a specific dielectric constant. It has a thin film multilayer electrode structure formed. This increases the effective cross-sectional area of the inner and outer conductors and reduces the conductor losses. As a result, it is possible to realize a dielectric resonator, a dielectric filter, and a dielectric duplexer having low loss characteristics. In addition, a communication device of small size and high power efficiency can be realized.

또한, 본 발명의 다른 양태에 있어서, 유전체 블럭의 2개의 대향하는 단면 사이에 관통 구멍이 형성되며, 유전체 블럭의 2개의 대향하는 단면중의 하나는 개방 단면으로 작용하고, 다른 단면은 단락 단면으로 작용한다. 단락 단면은 사용 주파수에 있어서의 표피 깊이보다 큰 두께를 갖는 단일층 전극 구조를 갖는 외부 도체로 피복된다. 단락 단면 이외의 측면에 배치된 외부 도체는 박막 다층 전극 구조를 갖는다. 따라서, 단락 단면을 갖는 유전체 공진기에서, 박막 다층 전극의 각 박막 도체층에 흐르는 전류는 동일한 위상을 갖는다. 그 결과, 박막 도체층 사이에 전류가 분산되기 때문에, 저손실 특성을 달성할 수 있다.Further, in another aspect of the invention, a through hole is formed between two opposing cross sections of the dielectric block, one of the two opposing cross sections of the dielectric block acting as an open cross section, and the other cross section being a short cross section. Works. The short section is covered with an outer conductor having a single layer electrode structure having a thickness greater than the skin depth at the frequency of use. The outer conductor disposed on the side surface other than the short circuit cross section has a thin film multilayer electrode structure. Therefore, in the dielectric resonator having a short-circuit cross section, the current flowing through each thin film conductor layer of the thin film multilayer electrode has the same phase. As a result, since current is dispersed between the thin film conductor layers, low loss characteristics can be achieved.

또한, 본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 유전체 블럭에 복수의 관통 구멍이 형성되고, 관통 구멍의 내면에는, 내부 도체들의 가장 근접한 부분이 박막 다층 전극 구조를 갖도록 내부 도체가 형성된다. 이러한 구조에서는, 전류가 집중되는 위치에 박막 다층 전극이 형성되기 때문에, 유전체 필터의 삽입 손실이 효과적으로 개선된다.Further, in another aspect of the present invention, a plurality of through holes are formed in the dielectric block, and an inner conductor is formed in the inner surface of the through hole such that the closest portion of the inner conductors has a thin film multilayer electrode structure. In this structure, since the thin film multilayer electrode is formed at the position where the current is concentrated, the insertion loss of the dielectric filter is effectively improved.

Claims (11)

유전체 블럭;Dielectric blocks; 상기 유전체 블럭의 한 단면에서 대향 단면에 연장되는 관통 구멍의 내면에 형성된 내부 도체; 및An inner conductor formed on an inner surface of a through hole extending from an end surface of the dielectric block to an opposite end surface; And 상기 유전체 블럭의 외면에 형성된 외부 도체;를 포함하는 유전체 공진기로서,A dielectric resonator including; an outer conductor formed on an outer surface of the dielectric block. 상기 내부 도체 및 상기 외부 도체 중의 적어도 한쪽의 적어도 일부분이, 사용 주파수에 있어서의 표피 깊이보다 작은 두께를 갖는 박막 도체층과 특정의 유전율을 갖는 박막 유전체층을 번갈아 배치함으로써 형성된 박막 다층 전극 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.At least a portion of at least one of the inner conductor and the outer conductor has a thin film multilayer electrode structure formed by alternately arranging a thin film conductor layer having a thickness smaller than the skin depth at a use frequency and a thin film dielectric layer having a specific dielectric constant. A dielectric resonator characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 도체는 상기 박막 다층 전극 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.The dielectric resonator of claim 1, wherein the outer conductor is formed to have the thin film multilayer electrode structure. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 도체는 상기 박막 다층 전극 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.The dielectric resonator of claim 1, wherein the inner conductor is formed to have the thin film multilayer electrode structure. 제 1 항에 있어서, 상기 한 단면은 개방 단면으로서 작용하도록 형성되고, 상기 대향 단면은 단락 단면으로서 작용하도록 형성되며, 상기 단락 단면의 상기 외부 도체의 일부분은 단일층 전극 구조를 갖도록 형성되며, 또한 상기 단락 단면의 상기 일부분 이외의 외부 도체의 부분은 박막 다층 전극 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.The cross section of claim 1, wherein the one cross section is formed to act as an open cross section, the opposite cross section is formed to act as a short cross section, and a portion of the outer conductor of the short cross section is formed to have a single layer electrode structure, and A portion of the outer conductor other than the portion of the short-circuit cross section is formed to have a thin film multilayer electrode structure. 제 4 항에 있어서, 상기 단락 단면의 외부 도체의 상기 일부분은 상기 사용 주파수에 있어서의 표피 깊이의 3배 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.5. The dielectric resonator of claim 4, wherein the portion of the outer conductor of the short-circuit cross section has a thickness of at least three times the skin depth at the use frequency. 제 1 항에 있어서, 상기 관통 구멍은 구멍직경이 작은 소 직경부 및 구멍직경이 큰 대 직경부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체 공진기.The dielectric resonator according to claim 1, wherein the through hole comprises a small diameter portion having a small hole diameter and a large diameter portion having a large hole diameter. 제 1 항에 기재된 유전체 블럭; 및A dielectric block according to claim 1; And 상기 유전체 블럭의 외면에 배치되며 고주파 신호 입출력 단자의 역할을 하는 외부 단자들;을 포함하는 유전체 필터.And external terminals disposed on an outer surface of the dielectric block and serving as high frequency signal input / output terminals. 제 7 항에 있어서, 상기 유전체 블럭은 복수개의 상기 관통 구멍을 갖는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.8. The dielectric filter as recited in claim 7, wherein said dielectric block has a plurality of said through holes. 제 8 항에 있어서, 인접하는 관통 구멍의 내면에 형성된 내부 도체들 중에서, 내부 도체들의 가장 근접한 부분은 상기 박막 다층 전극 구조를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 유전체 필터.9. The dielectric filter according to claim 8, wherein, among the inner conductors formed in the inner surface of the adjacent through hole, the closest portion of the inner conductors is formed to have the thin film multilayer electrode structure. 제 7 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 기재된 유전체 필터;The dielectric filter according to any one of claims 7 to 9; 안테나 접속용의 외부 단자;External terminals for antenna connection; 수신 회로 접속용의 외부 단자; 및External terminals for receiving circuit connection; And 송신 회로 접속용의 외부 단자를 포함하는 유전체 듀플렉서로서,A dielectric duplexer including an external terminal for connecting a transmission circuit, 상기 외부 단자들은 상기 유전체 블럭의 외면에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유전체 듀플렉서.And the external terminals are disposed on an outer surface of the dielectric block. 제 7 항 내지 제 9 항 중의 한 항에 기재된 유전체 필터 또는 제 10 항에 기재된 유전체 듀플렉서를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.A communication device comprising the dielectric filter according to any one of claims 7 to 9 or the dielectric duplexer according to claim 10.
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